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1、第2章 测量技术概论,制作人 孙永厚,第2章 测量技术概论,2.1 测量技术的基本知识 2.3 测量误差与测量结果的数据处理,互换性与技术测量,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,测量是将被测的量与用计量单位表示的标准量进行比较，从而确定被测量值的过程。如以Q表示被测的量，u表示计量单位，二者的比值为x=Q/u，则有：,即测量所得量值为用计量单位表示的被测的量的数值。,一个完整的测量过程包括被测对象、测量单位(测量基准)、测量方法和测量误差。,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,一、计量单位与量值传递系统,1计量单位,1983年第17届国际计量大会上通过的米的定义为：“lm
2、是光在真空中1/299792458秒的时间内所行进的路程”。,采用稳定激光的波长作为长度基准具有很好的稳定性和复现性，因此不仅可以保证测量单位稳定、可靠和统一，而且使用方便，并提高了测量基准精度。,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,一、计量单位与量值传递系统,2量值传递系统,量值传递系统是指通过对计量器具的检定或校准，将国际、国家基准所复现计量单位的量值通过各级计量标准器逐级传递到工作计量器具，以保证被测对象所测得的量值准确一致的工作系统。,量值传递的计量基准，分为国家计量基准、副计量基准和工作计量基准。,长度量值分两个平行的系统向下传递，一个是端面量具(量块)系统，另一个是刻线量
3、具(线纹尺)系统。因此，量块与线纹尺都是量值传递媒介，其中尤以量块的应用更为广泛。,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,一、计量单位与量值传递系统,3量块,量块又名块规，它是一种平面平行长度端面量具，一般用铬锰钢，或用线膨胀系数小、性质稳定、耐磨、不易变形的其他材料制成。主要形状是长方体，上、下两测量面之间的距离为其工作尺寸。,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,一、计量单位与量值传递系统,3量块,量块按制造精度分为00、0、K、1、2、3五级，K为校准级；按检定精度分为1、2、3、4、5、6六等。,量块按“级”使用时，是根据刻在量块上的公称尺寸，忽略量块尺寸的制造误差。按
4、“等”使用时，则是根据量块检定书中列出的实际尺寸，忽略的只是检定量块实际尺寸时的测量误差。,量块具有稳定性、准确性和粘合性的基本特性。,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,二、测量器具与测量方法的基本计量学指标,1刻度间距,2分度值(刻度值),3灵敏度与放大比,4灵敏限(迟钝度),5示值误差,6校正值,7回程误差,8示值变动性(示值不稳定性),9测量力,10示值范围,11测量范围,12测量不确定度,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,三、测量方法与测量器具分类,(1)按实测量是否被测量，测量方法可分为直接测量与间接测量。,1测量方法分类,(2)按零件上同时测得被测参数的多少
5、，测量方法可分为综合测 量与单项测量。,(3)按被测工件表面与量仪之间是否有机械作用的测量力，测量 方法可分为接触测量和非接触测量。,(4)按测量在机械制造工艺过程中所起的作用，测量方法可分为 被动测量与主动测量。,此外，测量方法可分为静态测量与动态测量、等精度测量与不等精度测量。,2.1 测量技术的基本知识,互换性与技术测量,三、测量方法与测量器具分类,2测量器具分类,(1)基准量具 如基准米尺、量块、角度块(角度量块)、刻线尺、量角器等。,(2) 极限量规 用以检验零件尺寸、形状和位置误差的无刻度专用检验工具。,(3) 检验夹具,(4) 通用测量器具,2.3 测量误差与测量结果 的数据处理
6、,互换性与技术测量,一、测量误差及其产生原因,测量误差即测得值减去被测之量的真值所得的代数差。若真值为，测得值为x，测量误差为，则,又称为绝对误差。而绝对误差与被测之量的真值之比，称为相对误差，常用百分数表示。即相对误差为,平均值(真值永远得不到),测量误差按其产生原因可分为三类：方法误差、测量器具误差和与主客观因素有关的误差。,2.3 测量误差与测量结果 的数据处理,互换性与技术测量,二、测量数据处理,在相同条件下，多次测量同一量值时，误差的绝对值与符号保持恒定，或在条件改变时，按某一确定规律变化的误差，即系统误差。 系统误差在理论上是可以完全消除的，但实际上只能消除到一定限度。,1. 系统
7、误差,2. 随机误差(偶然误差),随机误差从理论上讲是不能够被消除的。但可用概率论和统计原理对它进行处理，随机误差符合正态分布，通常具有以下特性：(1)单峰性 (2)对称性 (3)有界性。,2.3 测量误差与测量结果 的数据处理,互换性与技术测量,二、测量数据处理,根据误差理论，随机误差的标准偏差为各随机误差平方和的平均值的平方根，如下式所示：,2. 随机误差(偶然误差),式中,随机误差，,n 多次重复测量的次数。,2.3 测量误差与测量结果 的数据处理,互换性与技术测量,二、测量数据处理,由于随机误差为未知，故标准偏差不可能按上式求得。实际中用得最多的为贝塞尔(Bessel)公式，如下所示：,式中,s 的估计值；, 残余误差(简称残差) ，,2.3 测量误差与测量结果 的数据处理,互换性与技术测量,二、测量数据处理,根据误差理论，算术平均值的标准偏差,与单次系列测得,值的标准偏差的关系为,若按正态分布考虑，则算术平均值的极限误差为,3粗大误差(简称粗误差，亦称过失误差),判别粗误差的简便方法是3准则，而比较可靠并且简化的方法则是狄克逊准则。,本章结束,
